多氫酸酸化的技術(shù)

多氫酸酸化的技術(shù)多氫酸酸化的技術(shù)多氫酸酸化的技術(shù)目錄一、砂巖酸化現(xiàn)狀二、多氫酸酸液體系介紹三、應(yīng)用實例四、結(jié)論2由于本人工作能力和接觸項目有限，希望借此機會將自己的體會與大家分享，更希望大家能提出更多更為深刻的意見!謝謝多氫酸酸化的技術(shù)多氫酸酸化的技術(shù)多氫酸酸化的技術(shù)目錄目錄一、砂巖酸化現(xiàn)狀二、多氫酸酸液體系介紹三、應(yīng)用實例四、結(jié)論2目錄一、砂巖酸化現(xiàn)狀2一、砂巖酸化現(xiàn)狀3一、砂巖酸化現(xiàn)狀3

酸化主要是利用酸液清除生產(chǎn)井、注入井附近的污染,恢復(fù)地層滲透率或者溶蝕地層巖石膠結(jié)物以提高地層滲透率。鹽酸-氫氟酸體系即土酸體系是砂巖基質(zhì)酸化最常用的酸液體系存在問題：土酸與礦物反應(yīng)速度快，酸消耗于井眼附近，使酸化液的有效距離降低，而且使井壁巖石遭到破壞。二次沉淀對地層有新的傷害。現(xiàn)存的緩速酸-HF酸體系已經(jīng)在嘗試解決這個問題，但是這些體系不能克服酸與粘土和石英界面的反應(yīng)速率的巨大反差,并且二次沉淀問題沒有得到很好的解決。4酸化主要是利用酸液清除生產(chǎn)井、注入井附近的污染,恢復(fù)

二、多氫酸酸液體系介紹5二、多氫酸酸液體系介紹5

針對這個情況，GinoDiLullo研制出了一種新型的多氫酸酸液體系，解決了這兩個難題。這種新的酸液使用一種膦酸復(fù)合物和氟鹽電離生成HF。由于這種膦酸復(fù)合物含有多個氫離子，因此被稱為多氫酸（Multi-hydrogenacid)。用于砂巖地層酸化的此類特殊復(fù)合物較多，此類化合物的通式如下：R1╲∕R—R4R2—C—P（=O）R3∕╲O—R5R1、R2、R3是氫、烷基、芳基、膦酸脂、磷酸脂、?；?、羥基、羥基基團等。R4、R5是由氫、鈉、鉀、銨或有機基團組成。6針對這個情況，GinoDiLullo研制出了

本配方主體液中的主要成分膦酸復(fù)合物和氟鹽反應(yīng)生成HF，生成的HF再與儲層巖石反應(yīng)就是多氫酸酸化的基本原理。

本主體酸液配方是由膦酸復(fù)合物和氟鹽發(fā)生反應(yīng)生成HF,實質(zhì)上與砂巖儲層反應(yīng)的物質(zhì)仍然是HF。膦酸酯復(fù)合物可以逐步電離出氫離子與氟鹽反應(yīng)，緩慢生成HF和膦酸鹽。由于膦酸酯復(fù)合物是逐步電離，因此控制了與氟鹽反應(yīng)生成HF的速度。

1、基本原理7 本配方主體液中的主要成分膦酸復(fù)合物和氟鹽反應(yīng)生成HF2.1多氫酸體系與石英的溶蝕試驗

實驗溫度:70?C常壓條件

Fig.2Solubilityofsilicawithvariousacidsystems82.1多氫酸體系與石英的溶蝕試驗實驗溫度:70?C常從上面的溶蝕曲線可以看出：

多氫酸對石英的溶蝕率從反應(yīng)開始就一直高于土酸和氟硼酸，反應(yīng)進行到120分鐘的時候，土酸的最終溶蝕率為8.35%，氟硼酸為0.50%，多氫酸體系為14.78%。

9從上面的溶蝕曲線可以看出：92.2多氫酸體系與粘土溶蝕反應(yīng)實驗溫度:70?C常壓條件Fig.3SolubilityofclayswithmudacidandMHacid

102.2多氫酸體系與粘土溶蝕反應(yīng)實驗溫度:70?C常壓2.3多氫酸潤濕性試驗

一般酸液將加入陽離子表面活性劑作為緩速劑來抑制反應(yīng)速度，這個方法容易導(dǎo)致地層傷害。這種傷害是由于表面活性劑的油濕性質(zhì)很難逆轉(zhuǎn)，從而對儲層滲流造成不利的影響。試驗采用多氫酸和HCL+HF的混合酸液，分別考察混合酸液在甲苯和甲醇中的互溶情況。從試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混合酸液體系在甲苯中凝聚，在甲醇中分散。試驗結(jié)果表明用多氫酸和HCL+HF的混合酸液體系是水濕性質(zhì)。112.3多氫酸潤濕性試驗一般酸液將加入陽離子表面活性劑作為緩2.4多氫酸酸化流動效果評價試驗2.4.1鹽酸＋氟硼酸體系處理液1是8%HCl＋1.5%HF；處理液2是8%HCl+8%HBF4

實驗溫度:80?C122.4多氫酸酸化流動效果評價試驗2.4.1鹽酸＋氟硼酸體2.4.2氟硼酸體系處理液：8%HCl+8%HBF4實驗溫度:80?C132.4.2氟硼酸體系處理液：8%HCl+8%HBF42.4.3多氫酸酸液體系

處理液：3％多氫酸酸液體系實驗溫度:80?C142.4.3多氫酸酸液體系

處理液：3％多氫酸酸液體系

（1）緩速：在多氫酸與地層開始反應(yīng)時，由于化學(xué)吸附作用，在粘土表面形成硅酸-磷酸鋁膜的隔層。這個隔層的厚度不超過1微米，在弱酸（HF酸/碳酸）和水中溶解度小，在有機酸中溶解其次，但在HCL酸中溶解很快。這個薄層將阻止粘土與酸的反應(yīng)，減小粘土溶解度，并且防止了地層基質(zhì)被肢解。

→由于粘土的表層是可溶于酸的，因此，可以用少量的鹽酸和甲酸調(diào)整粘土的溶解度，達到優(yōu)化設(shè)計。3、多氫酸的優(yōu)越性15（1）緩速：在多氫酸與地層開始反應(yīng)時，由于化學(xué)吸附作用，在3、多氫酸的優(yōu)越性

（2）抑制沉淀：多氫酸與氟鹽反應(yīng)生成HF，HF再與砂巖地層的反應(yīng)與常規(guī)的HF體系與砂的反應(yīng)情況相似。但是由于多氫酸本身具有幾種優(yōu)良的性質(zhì)，因此多氫酸可以抑制某些二次沉淀的生成，其抑制二次沉淀的機理將從下面兩個方面分析。163、多氫酸的優(yōu)越性（2）抑制沉淀：多氫酸與氟鹽反應(yīng)生成HF3、多氫酸的優(yōu)越性

第一方面：多氫酸對溶液中多價金屬離子具有絡(luò)合能力，并且多氫酸可以在很低的濃度下將遠高于按照螯合機制的化學(xué)計量相應(yīng)量的多價金屬離子“螯合”于溶液中，從而使一些容易生成沉淀的金屬離子保持溶液狀態(tài)，這個效應(yīng)稱為“低限效應(yīng)”。（如Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等多價金屬離子）第二方面：多氫酸對Ca2+、Na+、K+、NH4+之類的離子有很強的吸附能力。因此，在多氫酸存在的溶液環(huán)境中，Ca2+、Na+、K+、NH4+之類的離子就很難有機會與F-、SiF62-形成氟鹽沉淀和氟硅酸鹽沉淀。173、多氫酸的優(yōu)越性第一方面：多氫酸對溶液中多價金屬離子具

（3）水濕和加強石英的反應(yīng)：多氫酸酸液體系具有極強的吸附能力和水濕的性質(zhì)，能催化HF酸與石英的反應(yīng)。盡管反應(yīng)速度比土酸慢，但隨時間的增加，石英的溶解度將增加。

→多氫酸對石英的溶解度比土酸的要高出50%左右。而吸附力主要是與溶液的PH值有關(guān)。在有HCL酸和醋酸時，溶解度下降到20%左右。

→而且從實驗發(fā)現(xiàn)，多氫酸與HF-HCL酸混合體系在甲苯中凝聚，而在甲醇中分散，這說明多氫酸是水濕性的。3、多氫酸的優(yōu)越性18（3）水濕和加強石英的反應(yīng)：多氫酸酸液體系具有極強的吸附能

（4）防垢：多氫酸酸液體系是一種很好的分散劑，并且具有亞化學(xué)計量螯合特性，同時是很好的防垢劑。多氫酸有很好的延緩/抑制近井地帶沉淀物的生成。多氫酸與硅酸鈉溶液的滴定實驗（PH=3.8）表明沒有地層沉淀（硅的濃度12000PPM）。而且，溶解在大氣環(huán)境下性質(zhì)保持穩(wěn)定達12小時。用常規(guī)土酸做實驗時，當(dāng)硅的濃度到6000PPM時就出現(xiàn)渾濁，到12000PPM時，沉淀非常顯著，此時的PH值達到1.6。3、多氫酸的優(yōu)越性19（4）防垢：多氫酸酸液體系是一種很好的分散劑，并且具有亞化3、多氫酸的優(yōu)越性

（5）防止地層坍塌：多氫酸酸液體系特別適用于膠結(jié)物松散、結(jié)構(gòu)疏松的砂巖儲層。因為多氫酸可以避免氫氟酸過快地與粘土反應(yīng)，從而避免酸液對作為巖石膠結(jié)物的溶蝕，不會造成巖石的松散和垮塌。（6）多氫酸與各種添加劑具有良好的配伍性。203、多氫酸的優(yōu)越性（5）防止地層坍塌：多氫酸酸液體系特別適三、應(yīng)用實例21三、應(yīng)用實例21

渤海油田渤中南E11井

1、概況

渤中南油田構(gòu)造復(fù)雜，具有埋藏淺，幅度低，規(guī)模大、儲量豐富、成巖作用較弱，砂巖疏松等特點。儲層孔隙度平均30%，滲透率平均1750×10-3um2,為高孔、高滲儲層。油藏壓力14.2MPa,溫度68℃。地面原油具有密度高、粘度高、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量中等、含蠟量和含油量低與凝固點低等特點，屬常規(guī)稠油。

E11井油層厚度為1755.4-1810.1m。

22渤海油田渤中南E11井1、概況22

渤海油田渤中南E11井

2、酸化前生產(chǎn)狀況

E11井從2005年1月2日未防砂試生產(chǎn)，1月6日出砂停泵，后進行防砂完井，1月18日正式投產(chǎn)，此后生產(chǎn)比較穩(wěn)定，日產(chǎn)油量平均在20m3左右，含水3%。目前該井產(chǎn)油14.6m3/d，含水3.2%。本井區(qū)井均不含水，酸化后無高產(chǎn)水風(fēng)險。23渤海油田渤中南E11井2、酸化前生產(chǎn)狀況

渤海油田渤中南E11井

3、選井依據(jù)

E11井投產(chǎn)至今，產(chǎn)量一直較低，采油強度為0.6m3/d.m。本井周圍8口井（區(qū)E17E18E19E7E13E22E21E12）高峰期平均采油強度為3.0m3/d.m。目前平均采油強度為1.8m3/d.m。E11井采油強度與本井區(qū)其它井相比相差較大，具有較大的潛力。24渤海油田渤中南E11井3、選井依據(jù)24

渤海油田渤中南E11井4、酸液設(shè)計

根據(jù)E11井的地質(zhì)資料以與室內(nèi)各種實驗評價資料，制定的酸液設(shè)計如下所示：液體名稱酸液液量（m3）清洗液有機溶劑20前置液HCl30處理液多氫酸50后置液HCl20頂替液NH4Cl8總液量12825渤海油田渤中南E11井4、酸液設(shè)計液體名

渤海油田渤中南E11井

5、酸化效果分析

酸化之后產(chǎn)油量從14.6m3/d，上升到57.19m3/d，上升幅度達到了292%。并且產(chǎn)水量和含水率幾乎降低到0，同時產(chǎn)氣量也有一定程度的上升。整體而言，E11井取得良好的酸化效果。26渤海油田渤中南E11井5、酸化效果分析2

渤海油田渤中D14井

在2005年上半年對該井采用多氫酸酸液體系進行酸化處理，酸化之后產(chǎn)量從30m3/d上升到95m3/d，日增產(chǎn)油量65m3，原油產(chǎn)量提高了216.67%。27渤海油田渤中D14井在2005年上半年對

該井是遼河油田高升采油廠的一口蒸汽吞吐井。今年7月份對該井采用多氫酸酸液體系進行酸化處理。

遼河油田高360135井產(chǎn)液量（t)產(chǎn)油量（t)平均每天產(chǎn)液（t)平均每天產(chǎn)油（t)生產(chǎn)天數(shù)（d）

酸化前周期606.8211.53.791.32160

酸化后周期929454.110.85.288628該井是遼河油田高升采油廠的一口蒸汽吞吐井。今年7注汽多氫酸酸化注汽

遼河油田高360135井29注汽多氫酸酸化注汽遼河油田高360135井29

遼河油田歐603井

遼河油田歐603井是試采油公司的一口稀油井。該井2001年3月29日投產(chǎn)試采。當(dāng)日產(chǎn)液4.8m3，見油花，4月2日正常生產(chǎn)，產(chǎn)液9.4m3，見油花，下午18：00開始見油，4月3日產(chǎn)液11.8m3，產(chǎn)油9.0m3，含水24%，4月4日產(chǎn)液7m3。由于液量下降，分析認(rèn)為鉆井污染，為了改造油層，提高油井產(chǎn)量，決定壓裂，以達到增產(chǎn)目的。2001年4月15日對該井實施壓裂改造。后由于產(chǎn)量很小，進行關(guān)井處理。30遼河油田歐603井遼河油田歐603井是試采油

遼河油田歐603井

1、壓裂和多氫酸酸化效果分析

2008年8月18日對該長停井進行壓裂。壓裂后前期產(chǎn)量可以，后期由于產(chǎn)量太低產(chǎn)油0.8t/d，進行間抽。為進一步提高該井產(chǎn)量，11月1日對該井進行多氫酸酸化處理。產(chǎn)液量（t)

產(chǎn)油量（t)平均每天產(chǎn)液（t)平均每天產(chǎn)油（t)生產(chǎn)天數(shù)（d）

壓裂96.7177.371.671.3358

酸化120.2996.234.303.4428目前該井產(chǎn)液3.26m3/d,2.61t/d。31遼河油田歐603井1、壓裂和多氫酸酸化效果分析產(chǎn)液量

遼河油田歐603井多氫酸酸化間抽壓裂32遼河油田歐603井多氫酸酸化間抽壓裂32四、結(jié)論33四、結(jié)論331、多氫酸液是目前酸化改造的新型酸液